影响钨铜复合材料烧结致密度的两个因素

着重研究了粉末粒度与成型压力对钨铜材料烧结致密度的影响。研究发现,随着球磨时间的延长,钨铜粉末发生了细化和圆化,粉末分布更为均匀,材料致密度有相应的提高。增大成型压力后,材料的烧结致密度升高,铜流失的现象得到一定的控制。     

成形压力与粉末粒径对钨铜复合材料烧结性能的影响

为进一步提高钨铜合金的致密度和简化制备工艺,研究了粉末粒度与成形压力对无压烧结制备的W-15Cu复合材料致密度的影响.发现随着球磨时间延长,钨铜粉末发生明显的细化和圆化,粉末分布更为均匀,烧结活性有较大提高,合金性能更加优异,组织结构更加良好,致密度相应提高.通过对烧结试样密度和铜含量的测定,得到不同成形压力下材料致密度和铜含量随烧结温度的变化曲线,发现随着成形压力增大,材料的烧结致密度升高,铜流失的现象得到一定的控制.     

镀W碳纳米管增强Al基复合材料的力学性能与导电率

以羰基钨为前驱体,采用羰基热分解法在碳纳米管表面镀覆了金属W.利用球磨混粉和放电等离子体烧结制备了镀W碳纳米管(W-CNTs)/Al复合材料,并研究了球磨时间和W-CNTs含量对材料力学性能和导电率的影响.结果表明:球磨6h粉体烧结后致密度高达99.5％,接近完全致密;随球磨时间延长,W-CNTs/Al复合材料抗拉强度...     

微量Ni对W-Cu纳米复合材料制备及热性能影响研究

采用化学共沉淀法和氢气还原工艺制备了钨铜纳米复合粉体,通过放电等离子烧结技术在不同温度下实现了钨铜合金的快速烧结,研究了微量活性剂Ni的添加对钨铜复合粉体形貌、烧结行为以及合金性能的影响.结果表明:微量Ni(0.5％)的添加使复合粉体粒径长大更充分且颗粒分布更加均匀;当烧结参数为温度970℃、压力120 MPa、保温时...     

球磨时间对W-30Cu复合粉末中W晶粒度及烧结致密化行为的影响

研究了高能球磨时间对W-30Cu复合粉末晶粒度及烧结行为的影响.结果表明,当球磨时间从16h提高到33h时,复合粉的晶粒度由25nm减小到10nm,并发生机械合金化现象;在温度为1275℃烧结60min,经18h高能球磨的复合粉末烧结就可以达到全致密.研究还发现,高能球磨W-30Cu复合粉末具有较好的热稳定性,经950℃退火处理,晶粒尺寸没有发生异常长大现象;经烧结材料的硬度明显高于普通的W-30Cu复合材料.经1 275℃烧结30 min后合金其晶粒尺寸在300～550 nm.     

高能球磨Ti/Al复合粉体的反应烧结致密行为

研究高能球磨Ti/Al复合粉反应烧结过程的致密行为 ,并进行反应烧结热力学和动力学分析。结果表明 ,与增加烧结压力、提高烧结温度或延长烧结时间的作用相同 ,高能球磨对Ti/Al粉末体反应烧结过程的致密化具有促进作用 ,且效果更加显著。球磨时间越长 ,烧结体越致密。球磨 3h的Ti/Al复合粉坯料经6 30℃× 2h预烧、12 5 0℃× 8h无压烧结后 ,获得的TiAl基合金试样的致密度高达 99 87%。球磨对Ti/Al粉末体反应烧结时致密化的促进作用 ,主要是由于Ti、Al反应组元及其晶粒尺寸的细化 ,晶格畸变能增加 ,从而显著提高了烧结驱动力和烧结动力学因子 ,缩短了反应扩散距离 ,抑制了kirkendall孔隙的形成。     

热压烧结法制备W-15Cu复合材料的组织结构研究

将W-15%Cu(质量分数)混合粉末在行星式高能球磨机中球磨,分别采用热压烧结和无压烧结对球磨60h的复合粉末进行烧结。采用XRD对经不同球磨时间后的复合粉末进行物相分析;采用XRD和SEM对烧结后的钨铜复合材料进行物相和形貌分析。结果表明:球磨时间越长,铜在钨中的固溶度越大;相对于无压烧结,采用热压烧结制备的钨铜复合材料孔隙度较小,均匀度较高,相对密度高达98.84%;钨铜复合材料内部存在因铜的挥发和生坯密度分布不均匀造成的烧结体组织分布不均匀。     

高能球磨-放电等离子烧结法制备双晶分布钛

以平均粒径约150μm的球形钛粉为原料,采用高能球磨结合放电等离子烧结技术制备由双尺度晶粒组成的高致密纯钛块体材料,研究高能球磨过程中钛粉的形貌、尺寸及显微组织的变化,分析球磨钛粉放电等离子烧结时的致密化行为和显微组织的演变规律,测试烧结钛块体材料的室温压缩性能。结果表明:钛粉在球磨初期发生剧烈的塑性变形并相互焊合,形成层片状团聚粉末。球磨10 h时,钛粉的部分晶粒细化至40~100 nm。放电等离子烧结过程中,随烧结温度升高和烧结时间延长,烧结钛的密度逐渐增大。在烧结温度为800℃、保温时间为4 min、烧结压力为50 MPa的条件下,烧结钛的密度达到4.489 g/cm3,接近全致密,其显微组织由双尺度的等轴晶组成,细晶区晶粒尺寸为1~2μm,粗晶区晶粒尺寸为5~20μm,二者呈层状交替分布;该试样在室温压缩条件下的综合力学性能与铸锻Ti-6Al-4V合金相当。     

Cu-SiC-SnO_2电接触复合材料致密度及电烧损性能研究

采用高能球磨、粉末压制、烧结以及热挤压的方法制备了Cu-SiC-SnO_2电触头复合材料,研究了球磨时间、压制压力、烧结温度、烧结时间和挤压温度等参数对材料致密度的影响。通过电寿命试验结合微观分析研究了材料的电烧损性能。结果表明,提高压制压力、球磨时间和烧结温度、延长烧结时间可以提高材料的致密度,随挤压温度升高,致密度呈先增后降趋势。添加SnO_2可提高材料的粘度,降低喷溅物含量,增强材料的抗熔焊性及抗电烧损性能。     

氢气中频感应烧结工艺对钨板坯质量的影响

采用国产立式氢气中频感应烧结炉进行钨板坯烧结,研究了钨压制坯的装炉方式、装炉量以及高温段保温时间等工艺参数对钨板坯质量的影响。研究结果表明:(1)钨压制坯烧结过程中,装炉方式的变化会影响板坯热传递效率和温度均匀性,根据设备特点选择恰当的装炉方式,确保烧结晶粒和密度的均匀性;(2)装炉重量是影响钨板坯烧结质量的重要因素,在相同烧结设备和烧结工艺条件下,装炉量越大,烧结后钨板坯密度越低,晶粒度越大;(3)高温烧结阶段,随着保温时间的延长,钨板坯致密化过程持续进行,其密度增加,晶粒度减小。     

一种制备W-Cu复合材料的新工艺

随着微电子信息技术的发展,W-Cu复合材料被用作基片、连接件和散热元件等热沉材料,因而具有更广泛的用途.采用喷雾干燥-氢还原法制备了W-10Cu、W-15Cu和W-20Cu(Cu的质量分数依次为10%、15%和20%)超细钨铜复合粉,并经过成形和烧结制得W-15Cu合金,测量了烧结后的合金导热性能.结果表明,在一定的还原条件下,可以获得粒度细小、氧含量低、钨铜复合均匀的W-Cu复合粉末;W-15Cu合金的相对密度可以达到99.34%,结构组织高度均匀、一致,热导率为184.0 W/m·K,已达到其做为热沉材料的热性能要求.     

钨铜复合材料的化学活化液相烧结

钨在铜中的不溶解性妨碍钨和铜混合粉末的液相烧结。在本文所述的研究中，通过往原始的粉末混合物中添加质量分数小于１％的钴而显著地改善了材料的各种性能。本文还探讨了诸如钴含量、初始均勺性、铜粉粒度、铜含量、未烧结密度、加热速率和烧结温度等工艺因素的作用．     

大尺寸高相对密度钨管的制备

大尺寸高相对密度钨管制品对于石英熔炼行业具有重要的应用价值,为了克服大尺寸钨管在制备过程中易出现压坯开裂和相对密度不高的问题,对不同粒度钨粉进行了掺混实验,研究了混合时间对压坯强度的影响.研究表明,对掺混钨粉进行气流破碎处理,可以有效地缩小粒度分布范围,提高颗粒均匀性.通过对压制压强和保压时间的研究,发现压制压强>23...     

Sintering of nano- and ultradispersed mechanically activated W-Ni-Fe powders and the manufacture of ultrahigh-strength heavy tungsten alloys

The structure and mechanical properties of nano- and ultradispersed mechanically activated heavy W-Ni-Fe and W-Ni-Fe-Co tungsten alloys (VNZh and VNZhK alloys, respectively) are studied. Mechanically activated nano- and ultradispersed charge powders are sintered by free sintering (thermally activated) and spark plasma sintering. The dependence of the density of the alloys made of the mechanically activated powders on the sintering temperature is found to have a nonmonotonic character with a maximum corresponding to the optimum sintering temperature. It is shown that an increase in the mechanical activation time and the acceleration of the milling bodies during mechanical activation lead to a decrease in the alloy particle size and the formation of nonequilibrium solid solutions and are accompanied by a decrease in the optimum sintering temperature of heavy tungsten alloys. Ultrahigh-strength tungsten alloys the mechanical properties of which are substantially higher than those of standard coarse-grained analogs are fabricated due to the optimization of the conditions of ball milling and high-rate spark plasma sintering of W-Ni-Fe powders.     

包裹型SiO2/Al复合粉体的制备及烧结性能研究

为了克服金属陶瓷两相分布不均、界面不润湿和难以烧结致密等难题,采用球磨技术将增强相均匀包裹在基体材料表面,研究包裹型SiO₂/Al复合粉体的球磨制备工艺及其烧结性能,提高金属陶瓷的综合性能。结果表明,随着球磨时间的延长,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,球磨6 h获得的复合粉体比表面积最大,达到8.1 m2·g?1。随着球料比的增大,SiO₂/Al复合粉体的比表面积先增大后减小,说明SiO₂包裹在Al粉表面的量呈现先增多再减少的趋势。随着球磨转速的增大,SiO₂/Al复合粉体比表面积先增大后减小。随着烧结温度的提高,SiO₂/Al金属陶瓷表面硬度先增高后降低,在烧结温度为900 ℃时,SiO₂/Al金属陶瓷的表面硬度达到最高。球磨时间为6 h,球料比为2:1,球磨转速为360 r·min?1,烧结温度900 ℃可以获得性能较佳的SiO₂/Al金属陶瓷。     

电场活化烧结制备Cu-10Cr-0.5Al_2O_3复合材料

对Cu-10Cr-0.5Al2O3(质量分数,%)混合粉末及球磨复合粉末,采用电场活化烧结技术制备高强高导电铜基块体材料,并研究脉冲峰值电流和通电烧结时间对烧结材料组织和性能的影响。结果表明,随着脉冲峰值电流增大,烧结材料的相对密度和导电率均提高,相对密度最高可达99%,硬度和抗弯强度则先上升后下降。当脉冲电流峰值为2.94 kA时,烧结材料具有较好的综合性能,相对密度、硬度、抗弯强度和电导率分别为97.5%、285HV、911MPa和50IACS%;随着通电烧结时间延长,烧结材料的密度、硬度、抗弯强度和导电率均逐渐上升,但烧结时间过长会引起硬度轻微下降;对Cu-10Cr-0.5Al2O3混合粉末进行球磨虽导致烧结材料的电导率下降,但可显著提高材料的硬度和抗弯强度。     

不同粒度钨粉化学镀铜的研究

通过化学镀可以在钨粉颗粒表面均匀包覆铜层,从而改善钨铜合金的组织和性能.本文首先确定了钨粉化学镀铜的镀液温度,在此基础上研究了钨粉粒度对钨粉表面化学镀铜工艺的影响.分别采用XRD和SEM来分析W-Cu复合粉体的相组成和钨粉镀覆前后形貌及均匀性,以施镀同样重量的铜粉所需时间来描述镀速的相对快慢.结果表明:钨粉化学镀铜的适合镀液温度为45℃,此时镀速快,镀液稳定不分解,铜镀层致密;随着钨粉粒度变粗,镀速变慢,施镀时间延长,并且过粗的钨粉在镀液中不易悬浮,镀铜不充分;不同粒度的钨粉化学镀后都包覆一层成分单一的致密铜层,化学镀包覆的铜层是晶态的.     

机械热化学法制备的Mo-Cu复合粉末及其性能

钼酸铵热解氧化物与铜粉经过球磨混合后,在H2气氛下进行共还原,制得Mo-30Cu复合粉末,利用X射线衍射、SEM等测试分析手段对复合粉末进行表征,研究粉末的压制行为和烧结性能,并研究烧结温度对Mo-Cu合金的致密度、热导率和电导率的影响。结果表明:采用机械-热化学法可以制备出颗粒均匀的Mo-Cu复合粉末,该粉末具有良好的压制性;随烧结温度的升高,Mo-Cu合金的致密度、热导率和电导率提高,经1 280℃烧结后,合金的致密度可达99%以上,显微组织分布均匀,合金的热导率最高达到196.5(W.m-1.K-1),电导率达50.5 IACS。     

铜铁预合金粉末对铜基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

利用粉末冶金方法制备了含不同质量分数铜铁预合金粉末的铜基摩擦材料,并在不同温度下对材料摩擦性能进行测试。结果表明:铜铁预合金粉末的引入使得铁元素在烧结后铜基体中及铜基体与其他组元界面处析出,阻碍了烧结,导致材料密度下降。存在于界面处的铁以及反应生成的珠光体成为硬质强化相,使得材料的磨损机理从纯铜基体时的黏着磨损向添加铜铁预合金粉末之后的磨粒磨损转变,导致摩擦系数先下降后上升。200～250 ℃为摩擦系数保持稳定的临界温度。当超过临界温度时,摩擦表面铜软化,其自润滑作用使得摩擦系数下降。含30%铜铁预合金粉末的铜基摩擦材料（质量分数）的摩擦磨损性能最佳,这是由于此时摩擦材料兼具铜良好的塑性以及生成的适量硬质相能够强化摩擦表面。     

The effect of tungsten particle size on the processing and properties of infiltrated W-Cu compacts

Three tungsten powders with average particle sizes of 8.7, 23.2, and 65.2 μm were used to make W-15Cu compacts. The compacting pressure and sintering temperature were adjusted for each powder to attain the desired skeleton density. Sintered skeletons were then infiltrated with oxygen-free copper at 1200 °C in hydrogen and in vacuum. Results showed that as the tungsten particle size decreased, higher compacting pressures and sintering temperatures were required for the same desired skeleton density. The processing parameters and the tungsten particle size caused variations in the amount of closed pores and the W-W contiguity, which in turn resulted in different infiltrated densities and resistivities. Direct infiltration on green compacts was also examined, and higher infiltration densities and lower electrical resistivities were obtained compared to those obtained by infiltrating sintered compacts. These results are discussed based on infiltrated density, differences in microstructure, and the W-W contiguity.